physics.optics Arbeiten

Information-Theoretic Spectroscopy: Universal Sparsity of Extinction Manifold and Optimal Sensing across Scattering Regimes

Diese Studie zeigt, dass die intrinsische Sparsamkeit des Extinktions-Manifolds die Anwendung der diskreten Kosinustransformation (DCT) anstelle der FFT ermöglicht, wodurch sich die Hardwarekomplexität für die spektroskopische Materialrekonstruktion durch komprimiertes Sensing um bis zu 94 % reduzieren lässt und das Nyquist-Limit für klinische sowie Fernerkundungsanwendungen überschritten wird.

Proity Nayeeb AkbarThu, 12 Ma🔬 physics.app-ph

Development of an Extensible Unified Control System Using the STARS Framework and Common Commands for Detector Control

Dieser Artikel beschreibt die erfolgreiche Implementierung und Inbetriebnahme eines erweiterbaren, einheitlichen Steuerungssystems für neu installierte Fresnel-Zonenplatten-Optiken am AR-NE1A-Strahlengang des Photon Factory in Japan, das auf dem STARS-Framework und dem neuen CCDC-Befehlssatz für Detektoren basiert.

Ryutaro Nishimura, Yuki Shibazaki, Daisuke Wakabayashi, Yoshio Suzuki, Keiichi Hirano, Hiroaki Nitani, Takashi Kosuge, Noriyuki IgarashiThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Arbitrary Polarization Generation in Magneto-optical Metasurfaces Enabled by Bound States in the Continuum

Die vorgestellte Arbeit demonstriert eine magneto-optische Metaschicht, die durch die Anwendung eines externen Magnetfeldes mit variabler Orientierung die Umwandlung eines symmetriegeschützten gebundenen Zustands im Kontinuum (BIC) in einen quasi-BIC ermöglicht, wodurch sich die Polarisation der bei normaler Einstrahlung emittierten Lichtstrahlung kontinuierlich über die gesamte Poincaré-Kugel steuern lässt, ohne die Struktur zu verändern.

Siyuan Gao, Guangtai Lu, Satoshi Iwamoto, Yasutomo OtaThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Remote engineering of particle-like topologies to visualise entanglement dynamics

Diese Studie visualisiert erstmals die Dynamik tripartiter Verschränkung durch ferngesteuerte Spin-Skyrmion-Zustände, realisiert ein quantenmechanisches Multiskyrmion und führt einen topologischen Bloch-Kugel-Konzept ein, um komplexe Verschränkungskorrelationen für Anwendungen in der Quantensensorik und -kommunikation sichtbar zu machen.

Fazilah Nothlawala, Bereneice Sephton, Pedro Ornelas, Mwezi Koni, Bruno Piccirillo, Liang Feng, Isaac Nape, Vincenzo D'Ambrosio, Andrew ForbesThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Fundamental Limits of Non-Hermitian Sensing from Quantum Fisher Information

Die Studie zeigt mittels einer Streumatrix-Formulierung, dass die Quanten-Fisher-Information bei nicht-hermiteschen Sensoren durch die lokale Zustandsdichte bestimmt wird und dass Exzeptionelle Punkte sowie Strategien zur Verringerung der Zerfallsrate durch Linienaufspaltung eine echte Quantenmessungsvorteil gegenüber herkömmlichen Moden bieten können.

Jan Wiersig, Stefan RotterThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Topological robustness of orbital angular momentum entanglement in stochastic channels

Die Studie zeigt, dass die topologischen Eigenschaften von Orbitaldrehimpuls-Verflechtung trotz starker Dekohärenz und atmosphärischer Turbulenz robust erhalten bleiben, selbst wenn der reine OAM-Zustand selbst stark gestört wird.

Tatjana Kleine, Pedro Ornelas, Cade Peters, Zhenyu Guo, Bereneice Sephton, Isaac Nape, Yijie Shen, Andrew ForbesThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Solid-state laser cooling of Yb3+-doped KY3F10 to 145 K

Die Studie demonstriert, dass Yb3+-dotierte KY3F10-Kristalle durch Laserkühlung mit einer 1020-nm-Quelle auf Temperaturen von bis zu 145 K abgekühlt werden können, was sie zu einem vielversprechenden, konkurrenzfähigen Material für optische Kryokühler neben dem etablierten Yb:YLF macht.

Luca Koldeweyh, Stefan Püschel, Zoe Liestmann, Hiroki TanakaThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Experimental simulation of non-equilibrium quantum piston on a programmable photonic quantum computer

In dieser Studie simulieren die Autoren erfolgreich die Nichtgleichgewichts-Dynamik eines Zwei-Bosonen-Quantenkolbens auf einem programmierbaren photonischen Quantencomputer und zeigen, wie bosonische Interferenz die Arbeitsverteilungen beeinflusst sowie die Jarzynski-Gleichung über verschiedene Protokolle hinweg bestätigt wird.

Govind Krishna, Rohan Yadgirkar, Balakrishnan Krishnakumar, Andrea Cataldo, Ze-Sheng Xu, Johannes W. N. Los, Val Zwiller, Jun Gao, Ali W. ElshaariThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Deep learning assisted inverse design of nonreciprocal multilayer photonic structures

Diese Arbeit demonstriert, wie Deep-Learning-Modelle wie neuronale Netze und Variational Autoencoder die effiziente inverse Gestaltung nichtreziproker mehrschichtiger photonischer Strukturen ermöglichen und dabei den rechenintensiven Aufwand herkömmlicher Simulationsmethoden erheblich reduzieren.

Weiran Zhang, Hao Pan, Shubo WangThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Quantum Limits of Passive Optical Surface Metrology and Defect Detection

Die Arbeit entwickelt ein quantenstatistisches Rahmenwerk für die passive optische Oberflächenmetrologie, das zeigt, dass die räumliche Modensortierung im Vergleich zur direkten Abbildung eine nahezu quantenlimitierte Schätzung von Rissparametern und eine deutlich verbesserte Defekterkennung ermöglicht, ohne eine aktive Beleuchtungskontrolle zu benötigen.

Jernej Frank, George Brumpton, Tommaso Tufarelli, Gerardo Adesso, Samanta PianoThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Photonic nanojets as emergent free-space power flux funnels

Die Arbeit stellt ein reduziertes lokales Feldmodell vor, das Photonic Nanojets als emergente mesoskopische Trichter für den Leistungsfluss beschreibt und damit über rein geometrisch-optische Erklärungen hinausgeht, um neue physikalische Einsichten für Anwendungen in der Bildgebung und Lithographie zu gewinnen.

Mirza Karamehmedovic, Cristian Placinta, Tobias Abilock Mikkelsen, Jesper GlückstadThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Fast Programming of In-Plane Hyperbolic Phonon Polariton Optics Through van der Waals Crystals using the Phase-Change Material In3SbTe2

Die Studie demonstriert eine schnelle und flexible Methode zur optischen Programmierung von In-Plane-Hyperbolischen Phonon-Polaritonen in α-MoO₃-Flakes auf dem Phasenwechselmaterial In₃SbTe₂, wodurch sich Nanostrukturen zur präzisen Steuerung und Konfinierung der Polaritonen nachträglich neu ausrichten und umkonfigurieren lassen.

Lina Jäckering, Umberto Saldarelli, Aaron Moos, Lukas Conrads, Enrique Terán-García, Christian Lanza, Aitana Tarazaga Martín-Luengo, Gonzalo Álvarez-Pérez, Pablo Alonso-González, Matthias Wuttig, Thomas TaubnerThu, 12 Ma🔬 physics.optics

VCSEL-Enhanced Holographic Communication for Next-Generation LiFi: State-of-the-Art, Applications, and Future Directions

Dieser Artikel stellt VCSEL-gestützte holographische Kommunikation als ein neues Systemparadigma für LiFi vor, das durch die Integration von Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, Echtzeit-Umgebungserfassung und Benutzerlokalisierung die Herausforderungen der Strahlrichtung und Mobilität überwindet und Lichtzugangspunkte in intelligente Umgebungs-Hubs verwandelt.

Hossein Safi, Iman Tavakkolnia, Harald HaasThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Spatial Mode Encoding for Quantum Key Distribution: From Hundreds to Thousands of Modes

Diese Arbeit stellt ein hochdimensionales Quantenschlüsselverteilungsprotokoll vor, das die Verschränkung von Ort und Impuls nutzt, um mit 90 Moden eine Informationseffizienz von 5,07 Bits pro Photon zu erreichen und theoretisch zeigt, dass durch skalierbare Verbesserungen der Quellen und Detektoren Bitraten von über 700 Mb/s bei 4400 Moden möglich sind.

Lukas Scarfe, Yingwen Zhang, Ebrahim KarimiMon, 09 Ma⚛️ quant-ph

Realization of the Tellegen Effect in Resonant Optical Metasurfaces

Die Studie berichtet über den ersten experimentellen Nachweis eines resonanten optischen Tellegen-Effekts in einer Metasurface aus zufällig verteilten Kobalt-Silizium-Nanostreuern, der ohne externes Magnetfeld eine hundertfach stärkere nichtreziproke Antwort als natürliche Materialien liefert und damit neue Wege für axionische Elektrodynamik und kompakte optische Bauelemente eröffnet.

Shadi Safaei Jazi, Ihar Faniayeu, Rafael Cichelero, Nikolai Kuznetsov, Sebastiaan van Dijken, Shanhui Fan, Alexandre Dmitriev, Viktar AsadchyMon, 09 Ma🔬 physics.optics

Chiral exceptional bound states in the continuum: a higher-order singularity for on-chip control of quantum emission

Die Autoren präsentieren eine vollständig integrierbare und rekonfigurierbare Plattform, die chirale exzeptionelle gebundene Zustände im Kontinuum als höherordentliche nicht-Hermitesche Singularität nutzt, um die spontane Emission einzelner Quantenemitter durch dynamische Phasensteuerung effizient zu manipulieren und so hochgeschwindigkeitsfähige Quantenoptikschalter sowie eine aktive Lebensdauerkontrolle in integrierten photonischen Schaltkreisen zu ermöglichen.

Jin Li, Kexun Wu, Qi Hao, Yan Chen, Jiawei WangMon, 09 Ma🔬 physics.optics

Learning Latent Transmission and Glare Maps for Lens Veiling Glare Removal

Die Autoren stellen VeilGen und DeVeiler vor, ein System, das mittels eines generativen Modells und latenter Transmission- sowie Blendkarten realistische Linsenblendung simuliert und darauf aufbauend eine physikalisch fundierte Restaurierung für vereinfachte optische Systeme ermöglicht.

Xiaolong Qian, Qi Jiang, Lei Sun, Zongxi Yu, Kailun Yang, Peixuan Wu, Jiacheng Zhou, Yao Gao, Yaoguang Ma, Ming-Hsuan Yang, Kaiwei WangMon, 09 Ma🔬 physics.optics

Integrating the advantages of two single-pixel imaging schemes via holographic projection in ghost-imaging systems

Diese Arbeit stellt ein linsenfreies Ghost-Imaging-System vor, das durch die aktive Steuerung von Computer-generierten Hologrammen zwei einzelne-Pixel-Bildgebungsschemata integriert, um die Bildsichtbarkeit zu verbessern und hochfrequente Projektionen für praktische Anwendungen zu ermöglichen.

Liming Li, Zhenguo Zhao, Gongxiang Wei, Wenfei Zhang, Huiqiang LiuMon, 09 Ma🔬 physics.optics

First-Return Statistics in Henyey-Greenstein Scattering: Colored Motzkin Polynomials and the Cauchy Kernel

Diese Arbeit erweitert die kombinatorische Theorie der ersten Rückkehr für Photonen in einem halbunendlichen Medium durch die Einführung eines empirisch bestimmten Rand-Trunkierungsfaktors, der für moderate Anisotropie durch einen Cauchy-Kernel beschrieben wird und eine effiziente Abbildung dreidimensionaler Henyey-Greenstein-Streuung auf eindimensionale Motzkin-Polynome ermöglicht.

C Zeller, R CorderyMon, 09 Ma🔬 physics.optics

Laser interferometry as a robust neuromorphic platform for machine learning

Die Arbeit stellt eine robuste neuromorphe Plattform für maschinelles Lernen vor, die ein optisches neuronales Netzwerk ausschließlich mit linearen optischen Ressourcen und Phasenverschiebungen zur Realisierung von Nichtlinearitäten implementiert und dabei sowohl effizientes In-situ-Lernen als auch hohe Resilienz gegenüber Photonenverlusten ermöglicht.

Amanuel Anteneh, Kyungeun Kim, J. M. Schwarz, Israel Klich, Olivier PfisterMon, 09 Ma🔬 physics.optics

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